近些年来,近地空间(距离地面范围20～100km)日益成为科学家重点研究的对地观测环境。平流层飞艇因其造价低、操作性灵活、可重复回收利用等特点,使其在近地空间完成军事侦测、灾难救援、边境沿海地区巡逻侦查等方面具有非常广阔的应用价值。随着控制科学技术不断更新、计算机在处理图像视觉方面广泛应用,以及载荷设备精密化、小型化,传感器灵敏度不断提高,置于飞艇载体平台的视觉跟踪设备也应运而生,受到世界各国科学工作者广泛的研究和关注。然而飞艇艇身惯性大、易受扰动影响,会使得载荷出现较大的幅值振动。因此,实现抑制幅值振动、完成良好的视觉跟踪成为了一系列需要解决的科学问题。本文以飞艇为载体,建立了上层为主被动一体化隔振器、下层为稳定跟踪云台的载荷平台:(1)对于主被动隔振一体化平台,选用具有能量比值大、效率高、响应速度快的超磁致伸缩作动器,使得台面受到较大幅值振动源干扰时,能够快速响应,输出较大力矩抑制振动。(2)对于下层视觉稳定平台,应用双轴视觉稳定云台作为相机载体,隔离艇体扰动,快速响应控制信号,使得相机能够获得良好的拍摄环境,拍出清晰度良好的照片。首先,本文了解了载荷平台的发展现状以及研究意义,使得对于研究对象以及内容有了初步的认识;接下来介绍了基于特征模型的自适应控制方法的产生与发展,对其相关概念与控制律算法进行了相关讨论;对于稳定云台,选用F86航拍相机作为负载相机,选用直流无刷电机作为两轴稳定云台控制框架的驱动伺服电机,根据坐标系原理以及动力学方程推导出云台隔离相关扰动的补偿方程,根据本课题使用的航拍相机相关参数,结合稳定云台控制环节的物理特性进行建模;通过对控制环节在频域的仿真分析,对稳定环节进行特征模型控制矫正,加入黄金比例分割控制、维持跟踪控制律,经过仿真后,对比经典理论控制器,其超调量、动态性能均有较大改善。接下来对超磁致伸缩致动器的机理以及模型进行分析,并将其作为主动隔振系统作动器进行数学建模,建立了基于位移控制的主动被动一体化隔振平台,分析了被动隔振元件对系统性能的影响。对于主被动一体化隔振稳定云台两个控制环节,引入特征模型的智能自适应控制方法,再结合设计基于特征模型的黄金比例分割控制、逻辑微分控制后,与传统的力控制隔振平台相比较,展现了此方法在隔振领域良好的控制效果。